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矩阵调制的规划

矩阵变换器的调制策略,其占空比的计算均是以理想情况来进行的,即认为开关间的换流在期望的时刻能够瞬间完成。但实际上,由于前面已经分析的原因,矩阵变换器开关间的换流不可能一步完成,使真正的换流时刻发生了延时,这样,实际的输出电压值就不能很好的跟踪期望值的变化,因此如何使换流时间最小成了龙8国际,龙8国际娱乐,www.long8.com寻求的方法。

 

在相同电压等级下,其关断时间一般在400ns〜2us之间,与所载的电流大小有关。实验中,当管子导通25A额定电流时,其关断时间仍处于2us时间之内。因此,安全换流的每一步之间的死区时间均被定为2us。

 

一种基于输入电压值和负载电流方向的两步换流法,在真正换流的那一步之后留有时间间隔保证换流的完成,而另两个时间间隔减少到零,以此来减少换流时间。

图1:IGBT开通、关断过程

IGBT开通、关断过程

采用改进后的两步换流,当A相和B相的电压值接近时,采用A—C—B的方法来进行电压法四步换流。

 

基于输入电压值进行的开关换流过程中,依据的输入电压瞬时值都是在每一个开关周期的起点进行测量的,当需要换流的两相电压值接近时,有可能造成输入电压的大小判断错误,从而导致换流失败。因此,矩阵变换器开关间的换流可靠性还会受到输入侧电压谐波的影响。

 

采用电压法四步换流顺序来保证换流的可靠性,此时以增加一定的开关损耗和换流时间为代价。问题的关键在于如何确定关键电压值eOT.t。

 

矩阵变换器开关矩阵的输入电压主要含有以下三种谐波:

1、在实际的电网中,不可避免的存在一定程度的电压畸变,特别是目前电力电子设备的大量使用,谐波畸变率一直居高不下,龙8国际,龙8国际娱乐,www.long8.com为了保证用电环境,都相应制定了各种标准来限制电压的谐波水平。对于低压电网来说,各种标准的规定不尽相同。

2、为了保证输入电流的连续性,一般在电网与矩阵变换器之间加入一个二阶的LC低通滤波器。

3、输入电流中另一主要的高次谐波为开关频率的谐波,因此矩阵变换器输入电压中开关频率的谐波较大。

 

换流必在与同一输出相相连的两个开关之间进行,两相输入电压值大小的判断可以通过判断输入线电压值是否大于零来进行,并作为换流的依据。

 

谐波的频率比开关频率低很多,然后考虑最为严重的情况,找出一个开关周期内输入线电压变化的上限值。龙8国际,龙8国际娱乐,www.long8.com对于开关频率的谐波,在一个开关周期内,其电压值的最大变化按幅值的2倍来考虑。最后再留有一定的裕度,来消除测量精度的影响。